Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Formteilen,
umfassend eine Verbundschichtplatte oder -folie und eine hinterspritzte,
hinterschäumte
oder hintergossene Trägerschicht
aus Kunststoff, die gegenüber
bekannten Formteilen bei ver gleichbarer Dicke der Verbundschichtplatte
oder -folie eine verbesserte Oberflächenqualität, insbesondere eine verbesserte
Kratzfestigkeit, aufweisen.
Die
Aufgabe wird überraschenderweise
durch die eingangs erwähnten,
erfindungsgemäßen Verbundplatten
gelöst.
Eine
besondere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Verbundschichtplatte
weist neben der bereits erwähnten
SiOx Deckschicht eine weitere Beschichtung
mit photokatalytisch aktiven Verbindungen auf. Aus WO-A 2004/061155
ist allgemein bekannt Verbundschichtplatten beispielsweise auf Basis
einer Polycarbonat-Substratschicht mit TiO2 zu
beschichten. Die Beschichtung erfolgt mit Hilfe einer aufwendigen
Plasmabeschichtung im Vakuum. Diese Vakuumtechnik lässt keinen
wirtschaftlichen Zugang zu derartigen Platten zu. Ferner sind große Formteile
wie Folien oder Karosserie-Spritzgussteile
mit dieser aufwendigen Vakuumtechnik nicht herstellbar.
Diese
weiterführende
Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren des Anspruchs
10 gelöst. Der
Aufbau der SiOx Deckschicht erfolgt durch
Plasmabeschichtung bei Atmosphärendruck.
Die so hergestellten Formteile weisen einen hervorragenden selbstreinigenden
Effekt auf.
Die
erfindungsgemäßen Formteile
weisen bei vergleichbarer Dicke der Verbundschichtplatte oder -folie
eine gegenüber
den bekannten Formteilen eine verbesserte Kratzfestigkeit auf. Insbesondere
kommt die Verwendung im Fahrzeugbereich in Betracht.
Die
einzelnen Schichten bzw. Komponenten der Formteile und der von ihnen
umfassten Verbundschichtplatten oder -folien werden nachstehend
beschrieben.
Schicht (1)
Schicht
(1) ist aus den nachstehenden Komponenten A und B und gegebenenfalls
C und/oder D, die insgesamt 100 Gew.-% ergeben, aufgebaut.
Die
Substratschicht (1) enthält
schlagzäh
modifizierte Copolymerisate aus vinylaromatischen Monomeren und
Vinylcyaniden (SAN), und darüber
hinaus gegebenenfalls weitere Komponenten.
Bevorzugt
werden als schlagzähmodifiziertes
SAN ASA-Polymerisate und/oder ABS-Polymerisate eingesetzt.
Unter
ASA-Polymerisaten werden im allgemeinen schlagzähmodifizierte SAN-Polymerisate verstanden,
bei denen Pfropfcopolymerisate von vinylaromatischen Ver bindungen,
insbesondere Styrol, und Vinylcyaniden, insbesondere Acrylnitril,
auf Polyalkylacrylatkautschuken in einer Copolymermatrix aus insbesondere Styrol
und/oder α-Methylstyrol und
Acrylnitril vorliegen.
In
einer bevorzugten Ausführungsform,
in der die Substratschicht (1) ASA-Polymerisate umfasst, ist Komponente
A ein kautschukelastisches Pfropfcopolymerisat aus
- a1 1–99
Gew.-%, vorzugsweise 55–80
Gew.-%, insbesondere 55–65
Gew.-%, einer teilchenförmigen Pfropfgrundlage
A1 mit einer Glasübergangstemperatur
unterhalb von 0°C,
- a2 1–99
Gew.-%, vorzugsweise 20–45
Gew.-%, insbesondere 35–45
Gew.-%, einer Pfropfauflage A2 aus den Monomeren, bezogen auf A2,
- a21 40–100
Gew.-%, vorzugsweise 65–85
Gew.-%, Einheiten des Styrols, eines substituierten Styrols oder eines
(Meth)acrylsäureesters
oder deren Gemische, insbesondere des Styrols und/oder α-Methylstyrols
als Komponente A21 und
- a22 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 15–35 Gew.-%, Einheiten des Acrylnitrils
oder Methacrylnitrils, insbesondere des Acrylnitrils als Komponente
A22.
Die
Pfropfauflage A2 besteht dabei aus mindestens einer Pfropfhülle, wobei
das Pfropfcopolymerisat A insgesamt eine mittlere Teilchengröße von 50–1000 nm
aufweist.
Komponente A1 besteht
dabei aus den Monomeren
- a11 80–99,99
Gew.-%, vorzugsweise 95–99,9
Gew.-%, mindestens eines C1-8-Alkylesters der Acrylsäure, vorzugsweise
n-Butylacrylat und/oder Ethylhexylacrylat als Komponente A11,
- a12 0,01–20
Gew.-%, vorzugsweise 0,1–5,0
Gew.-%, mindestens eines polyfunktionellen vernetzenden Monomeren,
vorzugsweise Diallylphthalat und/oder DCPA als Komponente A12.
Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung beträgt
die mittlere Teilchengröße der Komponente
A 50–800
nm, vorzugsweise 50–600
nm.
Gemäß einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist die Teilchengrößenverteilung
der Komponente A bimodal, wobei 60–90 Gew.-% eine mittlere Teilchengröße von 50–200 nm
und 10–40
Gew.-% eine mittlere Teilchengröße von 50–400 nm
aufweisen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente A.
Als
mittlere Teilchengröße bzw.
Teilchengrößenverteilung
werden die aus der integralen Massenverteilung bestimmten Größen angegeben.
Bei den erfindungsgemäßen mittleren
Teilchengrößen handelt
es sich in allen Fällen
um das Gewichtsmittel der Teilchengrößen, wie sie mittels einer
analytischen Ultrazentrifuge entsprechend der Methode von W. Scholtan
und H. Lange, Kolloid-Z. und Z.-Polymere 250 (1972), Seiten 782–796, bestimmt
wurden. Die Ultrazentrifugenmessung liefert die integrale Massenverteilung
des Teilchendurchmessers einer Probe. Hieraus lässt sich entnehmen, wie viel
Gewichtsprozent der Teilchen einen Durchmesser gleich oder kleiner
einer bestimmten Größe haben.
Der mittlere Teilchendurchmesser, der auch als d50-Wert
der integralen Massenverteilung bezeichnet wird, ist dabei als der
Teilchendurchmesser definiert, bei dem 50 Gew.-% der Teilchen einen
kleineren Durchmesser haben als der Durchmesser, der dem d50-Wert entspricht. Ebenso haben dann 50
Gew.-% der Teilchen einen größeren Durchmesser
als der d50-Wert. Zur Charakterisierung
der Breite der Teilchengrößenverteilung
der Kautschukteilchen werden neben dem d50-Wert (mittlerer
Teilchendurchmesser) die sich aus der integralen Massenverteilung
ergebenden d10- und d90-Werte herangezogen.
Der d10- bzw. d90-Wert
der integralen Massenverteilung ist dabei entsprechend dem d50-Wert definiert mit dem Unterschied, dass
sie auf 10 bzw. 90 Gew.-% der Teilchen bezogen sind. Der Quotient
stellt ein Maß für die Verteilungsbreite
der Teilchengröße dar.
Als Komponente A erfindungsgemäß verwendbare Emulsionspolymerisate
A weisen vorzugsweise Q-Werte kleiner als 0,5, insbesondere kleiner
als 0,35 auf.
Bei
den Acrylatkautschuken A1 handelt es sich vorzugsweise um Alkylacrylat-Kautschuke aus einem oder
mehreren C1-8-Alkylacrylaten, vorzugsweise
C4-8-Alkylacrylaten,
wobei bevorzugt mindestens teilweise Butyl-, Hexyl-, Octyl- oder
2-Ethylhexylacrylat,
insbesondere n-Butyl- und 2-Ethylhexylacrylat, verwendet wird. Diese
Alkylacrylat-Kautschuke können
bis zu 30 Gew.-% harte Polymere bildende Monomere, wie Vinylacetat, (Meth)acrylnitril,
Styrol, substituiertes Styrol, Methylmethacrylat, Vinylether, einpolymerisiert
enthalten.
Die
Acrylatkautschuke enthalten weiterhin 0,01–20 Gew.-%, vorzugsweise 0,1–5 Gew.-%,
an vernetzend wirkenden, polyfunktionellen Monomeren (Vernetzungsmonomere).
Beispiele hierfür
sind Monomere, die 2 oder mehr zur Copolymerisation befähigte Doppelbindungen
enthalten, die vorzugsweise nicht in den 1,3-Stellungen konjugiert
sind.
Geeignete
Vernetzungsmonomere sind beispielsweise Divinylbenzol, Diallylmaleat,
Diallylfumarat, Diallylphthalat, Diethylphthalat, Triallylcyanurat,
Triallylisocyanurat, Tricyclodecenylacrylat, Dihydrodicyclopentadienylacrylat,
Triallylphosphat, Allylacrylat, Allylmethacrylat. Als besonders
günstiges
Vernetzungsmonomer hat sich Dicyclopentadienylacrylat (DCPA) erwiesen
(vgl. DE-PC 12 60 135).
Bei
der Komponente A handelt es sich um ein Pfropfcopolymerisat. Die
Pfropfcopolymerisate A haben dabei eine mittlere Teilchengröße d50 von 50–1000 nm, bevorzugt von 50–800 nm
und besonders bevorzugt von 50–600
nm. Diese Teilchengrößen können erzielt
werden, wenn man als Pfropfgrundlage A1 dieser Komponente A Teilchengrößen von
50–350
nm, bevorzugt von 50–300
nm und besonders bevorzugt von 50–250 nm verwendet.
Das
Pfropfcopolymerisat A ist im allgemeinen ein- oder mehrstufig, d.h.
ein aus einem Kern und einer oder mehreren Hüllen aufgebautes Polymerisat.
Das Polymerisat besteht aus einer Grundstufe (Pfropfkern) A1 und
einer oder – bevorzugt – mehreren
darauf gepfropften Stufen A2 (Pfropfauflage), den sogenannten Pfropfstufen
oder Pfropfhüllen.
Durch
einfache Pfropfung oder mehrfache schrittweise Pfropfung können eine
oder mehrere Pfropfhüllen
auf die Kautschukteilchen aufgebracht werden, wobei jede Pfropfhülle eine
andere Zusammensetzung haben kann: Zusätzlich zu den pfropfenden Monomeren
können
polyfunktionelle vernetzende oder reaktive Gruppen enthaltende Monomere
mit aufgepfropft werden (s. z.B. EP-A 230 282, DE-AS 36 01 419,
EP-A 269 861).
In
einer bevorzugten Ausführungsform
besteht Komponente A aus einem mehrstufig aufgebauten Pfropfcopolymerisat,
wobei die Pfropfstufen im allgemeinen aus harzbildenden Monomeren
hergestellt sind und eine Glastemperatur Tg oberhalb
von 30°C
vorzugsweise oberhalb von 50°C
haben. Der mehrstufige Aufbau dient u.a. dazu, eine (Teil-)Verträglichkeit
der Kautschukteilchen A mit dem Thermoplasten B zu erzielen.
Pfropfcopolymerisate
A werden hergestellt beispielsweise durch Pfropfung von mindestens
einem der im folgenden aufgeführten
Monomeren A2 auf mindestens eine der vorstehend aufgeführten Pfropfgrundlagen bzw.
Pfropfkernmaterialien A1.
Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist die Pfropfgrundlage A1 aus 15–99 Gew.-% Acrylatkautschuk,
0,1–5
Gew.-% Vernetzer und 0–49,9
Gew.-% eines der angegebenen weiteren Monomere oder Kautschuke zusammengesetzt.
Geeignete
Monomere zur Bildung der Pfropfauflage A2 sind Styrol, α-Methylstyrol,
(Meth)acrylsäureester,
Acrylnitril und Methacrylnitril, insbesondere Acrylnitril.
Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung dienen als Pfropfgrundlage A1 vernetzte Acrylsäureester-Polymerisate
mit einer Glasübergangstemperatur
unter 0°C.
Die vernetzten Acrylsäureester-Polymerisate sollen
vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur
unter –20°C, insbesondere
unter –30°C, besitzen.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
besteht die Pfropfauflage A2 aus mindestens einer Pfropfhülle und
die äußerste Pfropfhülle davon
hat eine Glasübergangstempera tur
von mehr als 30°C,
wobei ein aus den Monomeren der Pfropfauflage A2 gebildetes Polymer
eine Glasübergangstemperatur
von mehr als 80°C
aufweisen würde.
Geeignete
Herstellverfahren für
Pfropfcopolymerisate A sind die Emulsions-, Lösungs-, Masse- oder Suspensionspolymerisation.
Bevorzugt werden die Pfropfcopolymerisate A durch radikalische Emulsionspolymerisation
hergestellt in Gegenwart von Latices der Komponente A1 bei Temperaturen
von 20°C–90°C unter Verwendung
wasserlöslicher
oder öllöslicher
Initiatoren wie Peroxodisulfat oder Benzylperoxid, oder mit Hilfe von
Redoxinitiatoren. Redoxinitiatoren eignen sich auch zur Polymerisation
unterhalb von 20°C.
Geeignete
Emulsionspolymerisationsverfahren sind beschrieben in den DE-A 28
26 925, DE-A 31 49 358 und in der DE-C 12 60 135.
Der
Aufbau der Pfropfhüllen
erfolgt vorzugsweise im Emulsionspolymerisationsverfahren, wie es
beschrieben ist in DE-A 32 27 555, 31 49 357, 31 49 358, 34 14 118.
Das definierte Einstellen der erfindungsgemäßen Teilchengrößen von
50 – 1000
nm erfolgt bevorzugt nach den Verfahren, die beschrieben sind in
der DE-C 12 60 135 und DE-A 28 26 925, bzw. Applied Polymer Science,
Band 9 (1965), Seite 2929. Das Verwenden von Polymerisaten mit unterschiedlichen
Teilchengrößen ist
beispielsweise bekannt aus DE-A 28 26 925 und US-A 5 196 480.
Gemäß dem in
der DE-C 12 60 135 beschriebenen Verfahren wird zunächst die
Pfropfgrundlage A1 hergestellt, indem der oder die gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung verwendeten Acrylsäureester
und das mehrfunktionelle, die Vernetzung bewirkende Monomere, ggf.
zusammen mit den weiteren Comonomeren, in wässriger Emulsion in an sich
bekannter Weise bei Temperaturen zwischen 20 und 100°C, vorzugsweise
zwischen 50 und 80°C,
polymerisiert werden. Es können
die üblichen
Emulgatoren, wie beispielsweise Alkalisalze von Alkyl- oder Alkylarylsulfonsäuren, Alkylsulfate,
Fettalkoholsulfonate, Salze höherer
Fettsäuren mit
10 bis 30 Kohlenstoffatomen oder Harzseifen verwendet werden. Vorzugsweise
verwendet man die Natriumsalze von Alkylsulfonaten oder Fettsäuren mit
10 bis 18 Kohlenstoffatomen. Gemäß einer
Ausführungsform werden
die Emulgatoren in Mengen von 0,5–5 Gew.-%, insbesondere von
1–2 Gew.-%,
bezogen auf die bei der Herstellung der Pfropfgrundlage A1 eingesetzten
Monomeren, eingesetzt. Im allgemeinen wird bei einem Gewichtsverhältnis von
Wasser zu Monomeren von 2:1 bis 0,7:1 gearbeitet. Als Polymerisationsinitiatoren
dienen insbesondere die gebräuchlichen
Persulfate, wie beispielsweise Kaliumpersulfat. Es können jedoch
auch Redoxsysteme zum Einsatz gelangen. Die Initiatoren werden im
allgemeinen in Mengen von 0,1–1
Gew.-%, bezogen auf die bei der Herstellung der Pfropfgrundlage
A1 eingesetzten Monomeren, eingesetzt. Als weitere Polymerisationshilfsstoffe
können
die üblichen
Puffersubstanzen, durch welche pH-Werte von vorzugsweise 6–9 eingestellt
werden, wie Natriumbicarbonat und Natriumpy rophosphat, sowie 0–3 Gew.-%
eines Molekulargewichtsreglers, wie Mercaptane, Terpinole oder dimeres α-Methylstyrol,
bei der Polymerisation verwendet werden. Die genauen Polymerisationsbedingungen,
insbesondere Art, Dosierung und Menge des Emulgators, werden innerhalb
der oben angegebenen Bereiche im einzelnen so bestimmt, dass der
erhaltene Latex des vernetzten Acrylsäureesterpolymerisats einen
d50-Wert im Bereich von etwa 50–1000 nm,
vorzugsweise 50–600
nm, besonders bevorzugt im Bereich von 80–500 nm, besitzt. Die Teilchengrößenverteilung
des Latex soll dabei vorzugsweise eng sein.
Zur
Herstellung des Pfropfpolymerisats A wird sodann in einem nächsten Schritt
in Gegenwart des so erhaltenen Latex des vernetzten Acrylsäureester-Polymerisats
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ein Monomerengemisch aus Styrol und Acrylnitril polymerisiert,
wobei das Gewichtsverhältnis
von Styrol zu Acrylnitril in dem Monomerengemisch gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung im Bereich von 100:0 bis 40:60, vorzugsweise im Bereich
von 65:35 bis 85:15, liegen soll. Es ist vorteilhaft, diese Pfropfcopolymerisation von
Styrol und Acrylnitril auf das als Pfropfgrundlage dienende vernetzte
Polyacrylsäureesterpolymerisat
wieder in wässriger
Emulsion unter den üblichen,
vorstehend beschriebenen Bedingungen durchzuführen. Die Pfropfcopolymerisation
kann zweckmäßig im gleichen
System erfolgen wie die Emulsionspolymerisation zur Herstellung
der Pfropfgrundlage A1, wobei, falls notwendig, weiterer Emulgator
und Initiator zugegeben werden kann. Das gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung aufzupfropfende Monomerengemisch aus Styrol und Acrylnitril
kann dem Reaktionsgemisch auf einmal, absatzweise in mehreren Stufen
oder vorzugsweise kontinuierlich während der Polymerisation zugegeben
werden. Die Pfropfcopolymerisation des Gemisches von Styrol und
Acrylnitril in Gegenwart des vernetzenden Acrylsäureesterpolymerisats wird so
geführt,
dass ein Pfropfgrad von 1–99
Gew.-%, vorzugsweise 20–45
Gew.-%, insbesondere 35–45
Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente A, im Pfropfcopolymerisat
A resultiert. Da die Pfropfausbeute bei der Pfropfcopolymerisation
nicht 100% beträgt,
muss eine etwas größere Menge
des Monomerengemisches aus Styrol und Acrylnitril bei der Pfropfcopolymerisation
eingesetzt werden, als es dem gewünschten Pfropfgrad entspricht.
Die Steuerung der Pfropfausbeute bei der Pfropfcopolymerisation
und somit des Pfropfgrades des fertigen Pfropfcopolymerisats A ist
dem Fachmann geläufig
und kann beispielsweise u.a. durch die Dosiergeschwindigkeit der
Monomeren oder durch Reglerzugabe erfolgen (Chauvel, Daniel, ACS
Polymer Preprints 15 (1974), Seite 329 ff.). Bei der Emulsions-Pfropfcopolymerisation
entstehen im allgemeinen etwa 5–15
Gew.-%, bezogen auf das Pfropfcopolymerisat, an freiem, ungepfropftem
Styrol/Acrylnitril-Copolymerisat. Der Anteil des Pfropfcopolymerisats
A in dem bei der Pfropfcopolymerisation erhaltenen Polymerisationsprodukt
wird nach der oben angegebenen Methode ermittelt.
Bei
der Herstellung der Pfropfcopolymerisate A nach dem Emulsionsverfahren
sind neben den gegebenen verfahrenstechnischen Vorteilen auch reproduzierbare
Teil chengrößenveränderungen
möglich,
beispielsweise durch zumindest teilweise Agglomeration der Teilchen
zu größeren Teilchen.
Dies bedeutet, dass in den Pfropfcopolymerisaten A auch Polymere
mit unterschiedlichen Teilchengrößen vorliegen
können.
Vor allem die Komponente A aus Pfropfgrundlage und Pfropfhülle(n) kann
für den
jeweiligen Verwendungszweck optimal angepasst werden, insbesondere
in bezug auf die Teilchengröße.
Die
Pfropfcopolymerisate A enthalten im allgemeinen 1–99 Gew.-%,
bevorzugt 55–80
und besonders bevorzugt 55–65
Gew.-% Pfropfgrundlage A1 und 1–99
Gew.-%, bevorzugt 20–45,
besonders bevorzugt 35–45
Gew.-% der Pfropfauflage A2, jeweils bezogen auf das gesamte Pfropfcopolymerisat.
Unter
ABS-Polymerisaten werden im allgemeinen schlagzähmodifizierte SAN-Polymerisate
verstanden, bei denen Dien-Polymerisate, insbesondere 1,3-Polybutadien,
in einer Copolymermatrix aus insbesondere Styrol und/oder α-Methylstyrol
und Acrylnitril vorliegen.
In
einer bevorzugten Ausführungsform,
in der die Substratschicht (1) ABS-Polymerisate umfasst, ist Komponente
A ein kautschukelastisches Pfropfcopolymerisat aus
- a1' 10 bis 90
Gew.-% mindestens einer kautschukelastischen Pfropfgrundlage mit
einer Glasübergangstemperatur
unter 0°C,
erhältlich
durch Polymerisation von, bezogen auf A1',
- a11' 60 bis
100, bevorzugt 70 bis 100 Gew.-% mindestens eines konjugierten Diens
und/oder C1- bis C10-Alkylacrylats,
insbesondere Butadien, Isopren, n-Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexylacrylat,
- a12' 0 bis 30,
bevorzugt 0 bis 25 Gew.-% mindestens eines weiteren monoethylenischen
ungesättigten
Monomeren, insbesondere Styrol, α-Methylstyrol,
n-Butylacrylat,
Methylmethacrylat oder deren Mischungen, unter letztgenannten insbesondere
Butadien/Styrol- und n-Butylacrylat/Styrol-Copolymere, und
- a13' 0 bis 10,
bevorzugt 0 bis 6 Gew.-% mindestens eines vernetzenden Monomeren,
vorzugsweise Divinylbenzol, Diallylmaleat, Allylester der (Meth)acrylsäure, Dihydrodicyclopentadienylacrylat,
Dinvinylester von Dicarbonsäuren
wie Bernstein- und
Adipinsäure
sowie Diallyl- und Divinylether bifunktioneller Alkohole wie Ethylenglykol
oder Butan-1,4-diol,
- a2' 10 bis 60,
bevorzugt 15 bis 55 Gew.-% einer Pfropfauflage A2' aus, bezogen auf
A2',
- a21' 50 bis
100, bevorzugt 55 bis 90 Gew.-% mindestens eines vinylaromatischen
Monomeren, vorzugsweise Styrol und/oder α-Methylstyrol,
- a22' 5 bis 35,
bevorzugt 10 bis 30 Gew.-% Acrylnitril und/oder Methacrylnitril,
bevorzugt Acrylnitril,
- a23' 0 bis 50,
bevorzugt 0 bis 30 Gew.-% mindestens eines weiteren monoethylenisch
ungesättigten
Monomeren, vorzugsweise Methylmethacrylat und n-Butylacrylat.
In
einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform,
in der Schicht (1) ABS enthält,
ist Komponente A ein Pfropfkautschuk mit bimodaler Teilchengrößenverteilung
aus, bezogen auf A,
- a1'' 40
bis 90, bevorzugt 45 bis 85 Gew.-% einer kautschukelastischen teilchenförmigen Pfropfgrundlage A1'', erhältlich durch Polymerisation
von, bezogen auf A1'',
- a11'' 70 bis 100, bevorzugt
75 bis 100 Gew.-% mindestens eines konjugierten Diens, insbesondere
Butadien und/oder Isopren,
- a12'' 0 bis 30, bevorzugt
0 bis 25 Gew.-% mindestens eines weiteren monoethylenischen ungesättigten
Monomeren, insbesondere Styrol, α-Methylstyrol,
n-Butylacrylat oder
deren Mischungen,
- a2'' 10 bis 60, bevorzugt
15 bis 55 Gew.-% einer Pfropfauflage A2'' aus,
bezogen auf A2'',
- a21'' 65 bis 95, bevorzugt
70 bis 90 Gew.-% mindestens eines vinylaromatischen Monomeren, vorzugsweise
Styrol,
- a22'' 5 bis 35, bevorzugt
10 bis 30 Gew.-% Acrylnitril,
- a23'' 0 bis 30, bevorzugt
0 bis 20 Gew.-% mindestens eines weiteren monoethylenisch ungesättigten
Monomeren, vorzugsweise Methylmethacrylat und n-Butylacrylat.
KOMPONENTE
B
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform,
in der die Substratschicht (1) ASA-Polymerisate umfasst, ist Komponente
B mindestens ein hartes Copolymerisat, welches Einheiten enthält, die
sich von vinylaromatischen Monomeren ableiten, und wo bei, bezogen
auf das Gesamtgewicht sich von vinylaromatischen Monomeren ableitender
Einheiten, 40–100
Gew.-%, bevorzugt 50–100
Gew.-%, besonders bevorzugt 60 bis 100 Gew.-% sich von α-Methylstyrol
und 0–60
Gew.-%, bevorzugt 0–50
Gew.-%, besonders bevorzugt 0–40
Gew.-% sich von Styrol ableitender Einheiten enthalten sind, aus
- b1 40–100
Gew.-%, vorzugsweise 60–85
Gew.-%, vinylaromatischen Einheiten als Komponente B1,
- b2 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 15–40 Gew.-%, Einheiten des Acrylnitrils
oder Methacrylnitrils, insbesondere des Acrylnitrils als Komponente
B2.
In
einer Ausführungsform,
in der die Substratschicht (1) ABS-Polymerisate umfasst, ist Komponente B
mindestens ein hartes Copolymerisat, welches Einheiten enthält, die
sich von vinylaromatischen Monomeren ableiten, und wobei, bezogen
auf das Gesamtgewicht sich von vinylaromatischen Monomeren ableitender
Einheiten, 40–100
Gew.-%, bevorzugt 50–100
Gew.-%, besonders bevorzugt 60 bis 100 Gew.-% sich von α-Methylstyrol
und 0–60
Gew.-%, bevorzugt 0–50
Gew.-%, besonders bevorzugt 0–40
Gew.-% sich von Styrol ableitender Einheiten enthalten sind, aus,
bezogen auf B,
- b1' 50 bis 100, bevorzugt 55 bis 90 Gew.-%
vinylaromatischen Monomeren,
- b2' 0 bis 50
Gew.-% Acrylnitril oder Methacrylnitril oder deren Mischungen,
- b3' 0 bis 50
Gew.-% mindestens eines weiteren monoethylenisch ungesättigten
Monomeren, beispielsweise Methylmethacrylat und N-Alkyl- oder N-Arylmaleinimide
wie N-Phenylmaleinimid.
In
einer weiteren Ausführungsform,
in der Schicht (1) ABS enthält,
ist Komponente B mindestens ein hartes Copolymerisat mit einer Viskositätszahl VZ
(ermittelt nach DIN 53726 bei 25°C
in 0,5 gew.-%-iger Lösung
in Dimethylformamid) von 50 bis 120 ml/g,, welches Einheiten enthält, die
sich von vinylaromatischen Monomeren ableiten, und wobei, bezogen
auf das Gesamtgewicht sich von vinylaromatischen Monomeren ableitender
Einheiten, 40–100
Gew.-%, bevorzugt 50–100
Gew.-%, besonders bevorzugt 60 bis 100 Gew.-% sich von α-Methylstyrol
und 0–60
Gew.-%, bevorzugt 0–50
Gew.-%, besonders bevorzugt 0–40
Gew.-% sich von Styrol ableitender Einheiten enthalten sind, aus,
bezogen auf B
- b1'' 69
bis 81, bevorzugt 70 bis 78 Gew.-% vinylaromatischen Monomeren,
- b2'' 19 bis 31, bevorzugt
22 bis 30 Gew.-% Acrylnitril,
- b3'' 0 bis 30, bevorzugt
0 bis 28 Gew.-% mindestens eines weiteren, monoethylenisch ungesättigten
Monomeren, beispielsweise Methylmethacrylat oder N-Alkyl- oder N-Arylmaleinimide
wie N-Phenylmaleinimid.
In
einer Ausführungsform
liegen in den ABS-Polymerisaten Komponenten B nebeneinander vor,
die sich in ihren Viskositätszahlen
VZ um mindestens fünf
Einheiten (ml/g) und/oder in ihren Acrylnitril-Gehalten um fünf Einheiten
(Gew.-%) voneinander unterscheiden. Schließlich können auch neben der Komponente
B und den weiteren Ausführungsformen
Copolymere aus (α -Methyl)Styrol
und Maleinsäureanhydrid
oder Maleinimiden, aus (α-Methyl)Styrol,
Maleinimiden und Methylmethacrylat oder Acrylnitril, oder aus (α-Methyl)Stryol, Maleinimiden,
Methylmethacrylat und Acrylnitril zugegen sein.
Bei
diesen ABS-Polymerisaten werden die Pfropfpolymerisate A bevorzugt
mittels Emulsionspolymerisation erhalten. Das Vermischen der Pfropfpolymerisate
A mit den Komponenten B und gegebenenfalls weiteren Zusatzstoffen
erfolgt in einer Mischvorrichtung, wobei eine im wesentlichen schmelzeflüssige Polymermischung
entsteht. Es ist vorteilhaft, die schmelzeflüssige Polymermischung möglichst
schnell abzukühlen.
Im übrigen
finden sich Herstellung und allgemeine wie besondere Ausführungsformen
der vorgehend genannten ABS-Polymerisate in der deutschen Patentanmeldung
DE-A 19728629 eingehend beschrieben, auf die hiermit ausdrücklich Bezug
genommen wird.
Die
genannten ABS-Polymerisate können
weitere übliche
Hilfs- und Füllstoffe
aufweisen. Derartige Stoffe sind beispielsweise Gleit- oder Entformungsmittel,
Wachse, Pigmente, Farbstoffe, Flammschutzmittel, Antioxidantien,
Stabilisatoren gegen Lichteinwirkung oder Antistatika.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung beträgt
die Viskositätszahl
der Komponente B 50–90,
vorzugsweise 60–80.
Vorzugsweise
ist Komponente B ein amorphes Polymerisat. Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung wird als Komponente B ein Gemisch eines Copolymerisats
von Styrol mit Acrylnitril und eines Copolymerisats aus α-Methylstyrol
mit Acrylnitril verwendet. Der Acrylnitrilgehalt in diesen Copolymerisaten
der Komponente B beträgt
dabei 0–60
Gew.-%, vorzugsweise 15–40
Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente B. Zur Komponente
B zählen
auch die bei der Pfropfcopolymerisation zur Herstellung der Komponente
A entstehenden freien, nicht gepfropften (α-Methyl)Styrol/Acrylnitril-Copolymerisate.
Je nach den bei der Pfropfcopolymerisation für die Herstellung des Pfropfcopolymerisats
A gewählten
Bedingungen kann es möglich
sein, dass bei der Pfropfcopolymerisation schon ein hinreichender
Anteil an Komponente B gebildet worden ist. Im allgemeinen wird
es jedoch erforderlich sein, die bei der Pfropfcopolymerisation
erhaltenen Produkte mit zusätzlicher,
separat hergestellter Komponente B abzumischen.
Bei
dieser zusätzlichen,
separat hergestellten Komponente B kann es sich vorzugsweise um
ein Gemisch aus Styrol/Acrylnitril-Copolymerisat mit α-Methylstyrol/Acrylnitril- Copolymerisat oder
um ein α-Methylstyrol/Styrol/Acrylnitril-Terpolymerisat
handeln. Diese Copolymerisate können
einzeln oder auch als Gemisch für
die Komponente B eingesetzt werden, so dass es sich bei der zusätzlichen,
separat hergestellten Komponente B beispielsweise um ein Gemisch
aus einem Styrol/Acrylnitril-Copolymerisat und einem α-Methylstyrol/Acrylnitril-Copolymerisat
handeln kann. In dem Fall, in dem die Komponente B aus einem Gemisch
aus einem Styrol/Acrylnitril-Copolymerisat und einem α-Methylstyrol/Acrylnitril-Copolymerisat
besteht, sollte vorzugsweise der Acrylnitrilgehalt der beiden Copolymerisate
um nicht mehr als 10 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymerisats, voneinander abweichen.
Die
zusätzliche,
separat hergestellte Komponente B kann nach den herkömmlichen
Verfahren erhalten werden. So kann gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung die Copolymerisation des Styrols und/oder α-Methylstyrols
mit dem Acrylnitril in Masse, Lösung,
Suspension oder wässriger
Emulsion durchgeführt
werden. Die Komponente B hat vorzugsweise eine Viskositätszahl von
40 bis 100, bevorzugt 50 bis 90, insbesondere 60 bis 80. Die Bestimmung
des Viskositätszahl
erfolgt dabei nach DIN 53 726, dabei werden 0,5 g Material in 100
ml Dimethylformamid gelöst.
Das
Mischen der Komponenten A und B und gegebenenfalls C, D, kann nach
jeder beliebigen Weise nach allen bekannten Methoden erfolgen. Wenn
die Komponenten A und B beispielsweise durch Emulsionspolymerisation
hergestellt worden sind, ist es möglich, die erhaltenen Polymerdispersionen
miteinander zu vermischen, darauf die Polymerisate gemeinsam auszufällen und
das Polymerisatgemisch aufzuarbeiten. Vorzugsweise erfolgt jedoch
das Abmischen der Komponenten A und B durch gemeinsames Extrudieren,
Kneten oder Verwalzen der Komponenten, wobei die Komponenten, sofern
erforderlich, zuvor aus der bei der Polymerisation erhaltenen Lösung oder
wässrigen
Dispersion isoliert worden sind. Die in wäßriger Dispersion erhaltenen
Produkte der Pfropfcopolymerisation (Komponente A) können auch
nur teilweise entwässert
werden und als feuchte Krümel
mit der Komponente B vermischt werden, wobei dann während des
Vermischens die vollständige
Trocknung der Pfropfcopolymerisate erfolgt.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
enthält
die Schicht (1) neben den Komponenten A und B zusätzliche
Komponenten C und/oder D, sowie ggf. weitere Zusatzstoffe, wie im
folgenden beschrieben.
KOMPONENTE
C
Als
geeignete Komponente C sind prinzipiell alle an sich bekannten oder
kommerziell erhältlichen
Polycarbonate geeignet. Die als Komponente C geeigneten Polycarbonate
haben vorzugsweise ein Molekulargewicht (Gewichtsmittelwert Mw, bestimmt mittels Gelpermeationschromatographie
in Tetrahydrofuran gegen Polystyrolstandards) im Bereich von 10
000 bis 60 000 g/mol. Sie sind z.B. entsprechend den Verfahren der DE-B-1
300 266 durch Grenzflächenpolykondensation
oder gemäß dem Verfahren
der. DE-A-1 495 730 durch Umsetzung von Diphenylcarbonat mit Bisphenolen
erhältlich.
Bevorzugtes Bisphenol ist 2,2-Di(4-hydroxyphenyl)propan, im allgemeinen – wie auch
im folgenden – als
Bisphenol A bezeichnet.
Anstelle
von Bisphenol A können
auch andere aromatische Dihydroxyverbindungen verwendet werden,
insbesondere 2,2-Di(4-hydroxyphenyl)pentan, 2,6-Dihydroxynaphthalin,
4,4'-Dihydroxydiphenylsulfan, 4,4'-Dihydroxydiphenylether,
4,4'-Dihydroxydiphenylsulfit,
4,4'-Dihydroxydiphenylmethan,
1,1-Di-(4-hydroxyphenyl)ethan, 4,4-Dihydroxydiphenyl oder Dihydroxydiphenylcycloalkane,
bevorzugt Dihydroxydiphenylcyclohexane oder Dihydroxylcyclopentane,
insbesondere 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan sowie Mischungen
der vorgenannten Dihydroxyverbindungen.
Besonders
bevorzugte Polycarbonate sind solche auf der Basis von Bisphenol
A oder Bisphenol A zusammen mit bis zu 80 mol-% der vorstehend genannten
aromatischen Dihydroxyverbindungen.
Besonders
gut als Komponente C geeignete Polycarbonate sind solche, die Einheiten
enthalten, welche sich von Resorcinol- oder Alkylresorcinolestern
ableiten, wie sie beispielsweise in WO 00/61664, WO 00/15718 oder
WO 00/26274 beschrieben werden; solche Polycarbonate werden beispielsweise
von General Electric Company unter der Marke SollX® vertrieben.
Es
können
auch Copolycarbonate gemäß der US-A
3 737 409 verwendet werden; von besonderem Interesse sind dabei
Copolycarbonate auf der Basis von Bisphenol A und Di-(3,5-dimethyl-dihydroxyphenyl)sulfon,
die sich durch eine hohe Wärmeformbeständigkeit
auszeichnen. Ferner ist es möglich,
Mischungen unterschiedlicher Polycarbonate einzusetzen.
Die
mittleren Molekulargewichte (Gewichtsmittelwert Mw,
bestimmt mittels Gelpermeationschromatographie in Tetrahydrofuran
gegen Polystyrolstandards) der Polycarbonate C liegen erfindungsgemäß im Bereich
von 10 000 bis 64 000 g/mol. Bevorzugt liegen sie im Bereich von
15 000 bis 63 000, insbesondere im Bereich von 15 000 bis 60 000
g/mol. Dies bedeutet, dass die Polycarbonate C relative Lösungsviskositäten im Bereich
von 1,1 bis 1,3, gemessen in 0,5 gew.-%iger Lösung in Dichlormethan bei 25°C, bevorzugt
von 1,15 bis 1,33, haben. Vorzugsweise unterscheiden sich die relativen
Lösungsviskositäten der
eingesetzten Polycarbonate um nicht mehr als 0,05, insbesondere
nicht mehr als 0,04.
Die
Polycarbonate C können
sowohl als Mahlgut als auch in granulierter Form eingesetzt werden.
Sie liegen als Komponente C in Mengen von 0–50 Gew.-%, bevorzugt von 10–40 Gew.-%,
jeweils bezogen auf die gesamte Formmasse, vor. Der Zusatz von Polycarbonaten
führt unter
anderem zu höherer
Thermostabilität und
verbesserter Rissbeständigkeit
der Platten, Folien und Formkörper.
KOMPONENTE
D
Als
Komponente D enthält
Schicht (1) 0–50
Gew.-%, vorzugsweise 0–40
Gew.-%, insbesondere 0–30 Gew.-%
faser- oder teilchenförmige
Füllstoffe
oder deren Mischungen, jeweils bezogen auf die gesamte Schicht 1.
Dabei handelt es sich vorzugsweise um kommerziell erhältliche
Produkte.
Verstärkungsmittel
wie Kohlenstofffasern und Glasfasern werden üblicherweise in Mengen von
5–50 Gew.-%
verwendet, bezogen auf die gesamte Schicht (1).
Die
verwendeten Glasfasern können
aus E-, A- oder C-Glas sein und sind vorzugsweise mit einer Schlichte
und einem Haftvermittler ausgerüstet.
Ihr Durchmesser liegt im allgemeinen zwischen 6 und 20 μm. Es können sowohl
Endlosfasern (rovings) als auch Schnittglasfasern (staple) mit einer
Länge von
1–10 mm, vorzugsweise
3–6 mm,
eingesetzt werden.
Weiterhin
können
Füll- oder
Verstärkungsstoffe,
wie Glaskugeln, Mineralfasern, Whisker, Aluminiumoxidfasern, Glimmer,
Quarzmehl und Wollastonit zugesetzt werden.
Außerdem können Metallflocken
(z.B. Aluminiumflocken der Fa. Transmet Corp.), Metallpulver, Metallfasern,
metallbeschichtete Füllstoffe
z.B. nickelbeschichtete Glasfasern sowie andere Zuschlagstoffe,
die elektromagnetische Wellen abschirmen, beigemischt werden. Insbesondere
kommen Aluminiumflocken (K 102 der Fa. Transmet) für EMI-Zwecke
(electro-magnetic interference) in Betracht. Ferner können die
Massen mit zusätzlichen
Kohlenstofffasern, Ruß,
insbesondere Leitfähigkeitsruß, oder
nickelbeschichteten C-Fasern vermischt werden.
Die
erfindungsgemäß verwendete
Schicht (1) kann ferner weitere Zusatzstoffe enthalten, die für Polycarbonate,
SAN-Polymerisate und Pfropfcopolymerisate oder deren Mischungen
typisch und gebräuchlich sind.
Als solche Zusatzstoffe seien beispielsweise genannt: Farbstoffe,
Pigmente, Färbemittel,
Antistatika, Antioxidantien, Stabilisatoren zur Verbesserung der
Thermostabilität,
zur Erhöhung
der Lichtstabilität,
zum Anheben der Hydrolysebeständigkeit
und der Chemikalienbeständigkeit,
Mittel gegen die Wärmezersetzung
und insbesondere die Schmier-/Gleitmittel, die für die Herstellung von Formkörpern bzw.
Formteilen zweckmäßig sind.
Das Eindosieren dieser weiteren Zusatzstoffe kann in jedem Stadium
des Herstellungsprozesses erfolgen, vorzugsweise jedoch zu einem
frühen
Zeitpunkt, um frühzeitig
die Stabilisierungseffekte (oder anderen speziellen Effekte) des
Zusatzstoffes auszunutzen. Wärmestabilisatoren
bzw. Oxidationsverzögerer
sind üblicherweise
Metallhalogenide (Chloride, Bromide, Iodide), die sich von Metallen
der Gruppe 1 des Periodensystems der Elemente ableiten (wie Li,
Na, K, Cu).
Geeignete
Stabilisatoren sind die üblichen
gehinderten Phenole, aber auch Vitamin E bzw. analog aufgebaute
Verbindungen. Auch HALS-Stabilisatoren (Hindered Amine Light Stabilizers),
Benzophenone, Resorcine, Salicylate, Benzotriazole wie TinuvinRP
(UV-Absorber 2 – (2N-Benzotriazol-2-yl)-4-methylphenol
der CIBA) und andere Verbindungen sind geeignet. Diese werden üblicherweise
in Mengen bis zu 2 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgemisch) verwendet.
Geeignete
Gleit- und Entformungsmittel sind Stearinsäuren, Stearylalkohol, Stearinsäureester
bzw. allgemein höhere
Fettsäuren,
deren Derivate und entsprechende Fettsäuregemische mit 12–30 Kohlenstoffatomen.
Die Mengen dieser Zusätze
liegen im Bereich von 0,05–1
Gew.-%.
Auch
Siliconöle,
oligomeres Isobutylen oder ähnliche
Stoffe kommen als Zusatzstoffe in Frage, die üblichen Mengen betragen 0,05–5 Gew.-%.
Pigmente, Farbstoffe, Farbaufheller, wie Ultramarinblau, Phthalocyanine,
Titandioxid, Cadmiumsulfide, Derivate der Perylentetracarbonsäure sind
ebenfalls verwendbar.
Verarbeitungshilfsmittel
und Stabilisatoren wie UV-Stabilisatoren, Schmiermittel und Antistatika
werden üblicherweise
in Mengen von 0,01–5
Gew.-% verwendet.
Die
Herstellung der Schicht (1) kann nach an sich bekannten Verfahren
durch Mischen der Komponenten erfolgen. Es kann vorteilhaft sein,
einzelne Komponenten vorzumischen. Auch das Mischen der Komponenten
in Lösung
und Entfernen der Lösungsmittel
ist möglich.
Geeignete
organische Lösungsmittel
sind beispielsweise Chlorbenzol, Gemische aus Chlorbenzol und Methylenchlorid
oder Gemische aus Chlorbenzol oder aromatischen Kohlenwasserstoffen,
z.B. Toluol.
Das
Eindampfen der Lösungsmittelgemische
kann beispielsweise in Eindampfextrudern erfolgen.
Das
Mischen der z.B. trockenen Komponenten kann nach allen bekannten
Methoden erfolgen. Vorzugsweise geschieht jedoch das Mischen durch
gemeinsames Extrudie ren, Kneten oder Verwalzen der Komponenten,
bevorzugt bei Temperaturen von 180–400°C, wobei die Komponenten notwendigenfalls
zuvor aus der bei der Polymerisation erhaltenen Lösung oder
aus der wässrigen
Dispersion isoliert worden sind.
Dabei
können
die Komponenten gemeinsam oder getrennt nacheinander eindosiert
werden.
Schicht (2)
Schicht
(2) ist eine Farbträger-
bzw. Zwischenschicht. Eine Ausführungsform
der Erfindung betrifft ein Formteil umfassend eine Verbundschichtplatte
oder -folie aus einer wie vorstehend beschriebenen Substratschicht
(1), Deckschicht (3) und einer dazwischen liegenden Zwischenschicht
(2), die aus schlagzähem
PMMA, Polycarbonat oder Styrol(co)polymerisaten wie SAN, welche
schlagzäh
modifiziert sein können,
beispielsweise ASA oder ABS, oder Mischungen dieser Polymere aufgebaut
ist, mit der Maßgabe,
dass Schicht (2) weder identisch aufgebaut oder zusammengesetzt
ist wie Schicht (1) einerseits, noch Schicht (3) andererseits.
Wird
Polycarbonat als Zwischenschicht (2) verwendet, so kann das unter
Schicht (1), Komponente C beschriebene Polycarbonat eingesetzt werden.
Schlagzähes PMMA
(high impact PMMA: HI-PMMA) ist ein Polymethyl-methacrylat, das
durch geeignete Zusätze
schlagzäh
ausgerüstet
ist. Geeignete schlagzähmodifizierte
PMMA sind beispielsweise beschrieben von M. Stickler, T. Rhein in
Ullmann's encyclopedia
of industrial chemistry Vol. A21, Seiten 473–486, VCH Publishers Weinheim,
1992, und H. Domininghaus, Die Kunststoffe und ihre Eigenschaften,
VDI-Verlag Düsseldorf,
1992. Die Zwischenschicht (2) kann farbgebende Stoffe enthalten.
Dies sind beispielsweise Farbstoffe oder Pigmente. Dabei können die
Farbstoffe oder Pigmente organische oder anorganische Verbindungen
sein.
Schicht (3)
Generell
sind zur Ausbildung der Deckschicht (3) der erfindungsgemäßen Formteile
alle Polymere mit vergleichsweise guter Witterungsbeständigkeit,
Transparenz und/oder Kratzfestigkeit geeignet.
Schicht
(3) der erfindungsgemäßen Formteile
umfassend Verbundschichtplatten oder – folien ist in einer Ausführungsform
eine Harte Zwischenschicht enthaltend PMMA. Das verwendete PMMA
hat vorzugsweise ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 40.000
bis 100.000. Beispiele geeigneter PMMA-Formmassen sind Lucryl® R
G88 bzw. G87 der Resart/BASF, sowie die in der EP-A2-0 225 500 beschriebenen
Massen.
In
einer weiteren Ausführungsform
ist Schicht (3) eine Harte Zwischenschicht enthaltend ein oder mehrere
harte Copolymerisate, erhältlich
durch Polymerisation von vinylaromatischen Monomeren und Acrylnitril,
wobei als vinylaromatische Monomere 80–100 Gew.-%, bevorzugt 90–100 Gew.-%,
besonders bevorzugt 95–100
Gew.-% α-Methylstyrol und
0–20 Gew.-%
bevorzugt 0–10
Gew.-%, besonders bevorzugt 0–5
Gew.-% Styrol eingesetzt werden. Aus diesem Material aufgebaute
Harte Zwischenschichten (3) weisen eine gute Kratzfestigkeit, beispielsweise
bestimmbar im AMTEC-Kistler-Test,
auf.
In
einer weiteren Ausführungsform
ist Schicht (3) eine Harte Zwischenschicht enthaltend Polyurethan oder
Polycarbonat, insbesondere solche Polycarbonate, die Einheiten enthalten,
welche sich von Resorcinol- oder Alkylresorcinolestern ableiten,
wie sie beispielsweise in WO 00/61664, WO 00/15718 oder WO 00/26274 beschrieben
werden; solche Polycarbonate werden beispielsweise von General Electric
Company unter der Marke SollX® vertrieben.
Die
Schichtdicke der vorstehenden Verbundschichtplatten oder -folien
beträgt
vorzugsweise 100 μm bis
10 mm. Verbundschichtplatten weisen dabei besonders bevorzugt eine
Schichtdicke von 2 bis 10 mm auf. Verbundschichtfolien weisen besonders
bevorzugt eine Schichtdicke von 100–2000 μm, insbesondere 300–1500 μm auf.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung bestehen die Verbundschichtplatten oder -folien lediglich
aus einer Substratschicht (1) und der Deckschicht (4), stellen also
Monoplatten oder -folien dar. In diesem Fall beträgt die Schichtdicke
der Verbundschichtplatten oder -folien vorzugsweise 100 μm bis 10
mm, besonders bevorzugt 100 μm
bis 1 mm, insbesondere 300–1000 μm.
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung bestehen die Verbundschichtplatten oder -folien aus
einer Substratschicht (1), einer harten Zwischenschicht (3) und
der Deckschicht (4). Verbundschichtplatten oder -folien aus einer
Substratschicht (1) und einer harten Zwischenschicht (3) weisen
vorzugsweise die folgenden Schichtdicken auf: Substratschicht (1)
70 μm bis
9,7 mm, bevorzugt 80 μm
bis 2 mm, besonders bevorzugt 95 μm
bis 1,5 mm; Harte Zwischenschicht (3) 5–300 μm, bevorzugt 20–100 μm, besonders bevorzugt
30–70 μm.
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung bestehen die Verbundschichtplatten oder -folien aus
einer Substratschicht (1), einer Zwischenschicht (2) und einer harten
Zwischenschicht (3) und der Deckschicht (4). Verbundschichtplatten
oder – folien
aus einer Substratschicht (1), einer Zwischenschicht (2) und einer
harten Zwischenschicht (3) weisen vorzugsweise die folgenden Schichtdicken
auf: Substratschicht (1) 45 μm
bis 9,2 mm, bevorzugt 80 μm
bis 2 mm, besonders bevorzugt 95 μm
bis 1,5 mm; Zwischenschicht (2) 50 bis 500 μm, bevorzugt 200 bis 400 μm, besonders bevorzugt
250 bis 350 μm;
Harte Zwischenschicht (3) 5–300 μm, bevorzugt
20–100 μm, besonders
bevorzugt 30–70 μm.
Das
die Substratschicht (1) der Verbundschichtplatten oder -folien,
die von den erfindungsgemäßen Formteilen
umfasst werden, bildende Material besitzt in einer bevorzugten Ausführungsform
eine Vicat-Erweichungstemperatur (Vicat B gemessen nach DIN 53 460
mit einer Temperatursteigerung von 50 K/h) von mindestens 105°C, bevorzugt
mindestens 108 °C.
Die Verbundschichtplatten oder -folien, die von den erfindungsgemäßen Formteilen
umfasst werden, besitzen in einer bevorzugten Ausführungsform
einen Elastizitätsmodul E,
(gemessen nach ISO 527-2/1B mit 5 mm/min bei einer Temperatur von
90°C) von
mindestens 1300 Mpa, bevorzugt mindestens 1400 MPa, einen Elastizitätsmodul
Et (gemessen nach ISO 527-2/1B mit 5 mm/min bei einer Temperatur
von 100°C)
von mindestens 900 Mpa, bevorzugt mindestens 950 MPa, eine Shore-C-Härte (gemessen
nach DIN 53505 bei einer Temperatur von 90°C) von mindestens 70, bevorzugt
mindestens 80, besonders bevorzugt mindestens 90, ganz besonders
bevorzugt mindestens 100, und eine Shore-C-Härte (gemessen nach DIN 53505
bei einer Temperatur von 100°C)
von mindestens 60, bevorzugt mindestens 70, besonders bevorzugt
mindestens 80, ganz besonders bevorzugt mindestens 90.
Diese
physikalischen Eigenschaften sind generell vorteilhaft, wenn Formteile
umfassend Verbundschichtplatten oder -folien. benötigt werden,
die auch bei hohen Temperaturen eine gute Oberflächenqualität, insbesondere eine geringe
Welligkeit, aufweisen sollen, auch wenn zur Herstellung der Verbundschichtplatten oder
-folien andere Kunststoffkomponenten als die unter Komponenten A,
B und C beschriebenen verwendet werden.
Dreischichtplatten
oder -folien können
beispielsweise aus einer Verbundschichtfolie mit 2 Schichten (2)
und (3) hergestellt werden, indem diese mit einer Substratschicht
(1) versehen werden. Die Herstellung kann nach dem nachstehend beschriebenen
Verfahren erfolgen. Dazu ist es vorteilhaft, dass das Größenverhältnis der
MFI-Werte (meld flow index: Schmelzflussindex) der einzelnen Schichten
der Verbundschichtplatten oder -folien maximal 3:1, besonders bevorzugt
maximal 2:1 beträgt.
Somit beträgt
der größte MFI-Wert
einer der Schichten (1), (2), (3), sofern sie in den jeweiligen
Verbundschichtplatten oder -folien vorliegen, maximal das Dreifache,
besonders bevorzugt maximal das Zweifache des niedrigsten MFI-Wertes.
Hierdurch wird ein gleichmäßiges Fließverhalten
aller in den Verbundschichtplatten oder -folien verwendeten Komponenten sichergestellt.
Dieses aufeinander abgestimmten Fließverhalten ist insbesondere
vorteilhaft bei den nachstehend beschriebenen Herstellungsverfahren.
Zwischen
Trägerschicht
und Verbundschichtplatte oder -folie können in den erfindungsgemäßen Formteilen
weitere Schichten enthalten sein, beispielsweise eine Haft schicht
zur besseren Verbindung der Substratschicht (1) mit hinterspritztem,
hinterschäumten
oder hintergossenen Kunststoff.
Schicht (4)
Der
Aufbau der SiOx Deckschicht erfolgt durch
Plasmaabscheidung von Silanen und oder Siloxanen bei Atmosphärendruck.
Plasmabeschichtungs-Verfahren bei Atmosphärendruck sind in der Literatur
beschrieben (s. beispielsweise Okazaki et al., J.Phys.D:App.Phys.26
(1993)889–892).
In der vorliegenden Erfindung wurde die Plasmabeschichtung nach
dem in WO 03/086031 beschriebenen Verfahren durchgeführt. Auf
einzelne Verfahrensmerkmale wird im nächsten Kapitel Bezug genommen.
Die
Schichtdicke der photokatalytisch nicht oder kaum aktiven Schicht
(4a) beträgt
in der Regel zwischen 10 nm und 2 μm, vorzugsweise zwischen 40
bis 400 nm.
Eine
bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist auf Verbundschichtplatten gerichtet, die zusätzlich zu den in den Ansprüchen 1 bis
3 beanspruchten Platten mit einer SiOx Deckschicht (4a)
zumindest eine weitere Schicht (4c) mit photokatalytisch aktiven
Verbindungen und gegebenenfalls eine Adhäsionsschicht oder Antistressschicht
(4b) aufweisen.
Die
in der WO 2004/061155 beschriebenen Verbundsysteme unterscheiden
sich von den erfindungsgemäßen dadurch,
dass die photoaktiven Substanzen und gegebenenfalls eingeführte Zwischenschichten
im Vakuum abgeschieden werden. Da diese Technik nur in geschlossenen
Gefäßen stattfinden
kann, sind großflächige Formteile
mit dieser Technologie nicht zugänglich.
Die
photokatalytisch aktive Schicht weist in der Regel eine Schichtdicke
von 10 bis 400 nm und vorzugsweise von 40 bis 200 nm auf.
Als
photokatalytisch aktive Substanzen kommen in erster Linie die folgenden
Metalloxide in Frage: TiO2, CeO2,
ZnO, CATiO3, SnO2,
MoO3, Fe2O3, WO3, Nb2O3, SiC, TixZr1-xO2 und/oder
ZrO. Insbesondere bevorzugt ist TiO2 und
ganz besonders bevorzugt TiO2 in der Anatas
Modifikation.
Die
obengenannten Metalloxide sind photoaktiv bei Lichteinwirkung von
unter 800 nm (sichtbarer Bereich), vorzugsweise unter 400 nm (UV-Bereich).
Die
Aktivität
der photoaktiven Schicht (4c) lässt
sich zu kürzeren
Wellenlängen
(< 380 nm) verschieben,
indem die obengenannten Metalloxide mit Metallen wie Cer oder Selen
dotiert werden.
Herstellverfahren der
Verbundschichtplatten oder -folien
Die
Verbundschichtplatten oder -folien der erfindungsgemäßen Formteile
können
nach bekannten Verfahren, beispielsweise durch Adapter- oder Coextrusion
oder Aufeinanderkaschieren der Schichten, hergestellt werden. Dabei
werden die einzelnen Komponenten in Extrudern fließfähig gemacht
und über
spezielle Vorrichtungen so miteinander in Kontakt gebracht, dass
die Verbundschichtplatten oder -folien mit der vorstehend beschriebenen
Schichtfolge resultieren. Beispielsweise können die Komponenten durch
eine Breitschlitzdüse
coextrudiert werden. Dieses Verfahren ist in der EP-A2-0 225 500
erläutert.
Zudem
können
sie nach dem Adaptercoextrusionsverfahren hergestellt werden, wie
es im Tagungsband der Fachtagung Extrusionstechnik "Coextrusion von Folien", 8./9. Oktober 1996,
VDI-Verlag Düsseldorf, insbesondere
Beitrag von Dr. Netze beschrieben ist. Dieses wirtschaftliche Verfahren
kommt bei den meisten Coextrusionsanwendungen zum Einsatz.
Weiterhin
können
die erfindungsgemäßen Verbundschichtplatten
und -folien durch Aufeinanderkaschieren von Folien oder Platten
der Komponenten in einem beheizbaren Spalt hergestellt werden. Dabei
werden zunächst
Folien oder Platten der einzelnen Komponenten hergestellt. Dies
kann nach bekannten Verfahren erfolgen. Sodann wird die gewünschte Schichtfolge
durch entsprechendes Übereinanderlegen
der Folien oder Platten hergestellt, worauf diese durch einen beheizbaren
Walzenspalt geführt
werden und unter Druck- und Wärmeeinwirkung
zu einer Verbundschichtplatte oder -folie verbunden werden.
Insbesondere
beim Adaptercoextrusionsverfahren ist eine Abstimmung der Fließeigenschaften
der einzelnen Komponenten vorteilhaft für die Ausbildung gleichmäßiger Schichten
in den Verbundschichtplatten oder -folien.
Weiterhin
können
Monofolien für
die erfindungsgemäßen Formteile
durch geeignete thermoformbare Lacke beschichtet werden.
Wie
bereits erwähnt
kann die SiOx Beschichtung (Deckschicht
4) vorteilhaft nach dem in WO-A 03/086031 (s. Abschnitte [0030]
bis [0033], [0039] und [0040]) hergestellt werden. Mehrere Schichten
können durch
mehrfache, nachfolgende Anwendung des in WO-A 03/086031 bzw. WO
01/59809 beschriebenen Verfahrens aufgebaut werden. Geeignete Ausgangsmaterialien
zum Aufbau der Deckschichten sind Silane (wie z.B. Alkylsilane,
Haloalkylsilane oder Alkoxysilane), Siloxane (wie z.B. Polydimethylsiloxan
oder Oktamethylcyclotetrasiloxan), oder zyklische Siloxane (wie
z.B. Tetramethylcyclotetrasiloxan und Tri(fluorobutyl)trimethylcyclotrisiloxan).
Es können
auch Gemische der o.g. Verbindungen eingesetzt werden.
Herstellverfahren
der erfindungsgemäßen Formteile
Die
Verbundschichtplatten oder -folien können zur Herstellung von Formteilen
verwendet werden. Dabei sind beliebige Formteile zugänglich.
Besonders bevorzugt werden die Verbundschichtplatten oder -folien zur
Herstellung von Formteilen verwendet, bei denen es auf sehr gute
Oberflächeneigenschaften,
insbesondere eine geringe Welligkeit der Oberfläche, ankommt. Die Oberflächen sind
zudem sehr kratzfest und haftfest, so daß eine Zerstörung der
Oberflächen
durch Zerkratzen oder Ablösen
der Oberflächen
zuverlässig
verhindert wird. Somit sind Formkörper zur Verwendung im Außenbereich
außerhalb
von Gebäuden
ein bevorzugtes Anwendungsgebiet. Insbesondere werden die Verbundschichtplatten
oder -folien zur Herstellung von Kraftfahrzeugteilen, speziell Kraftfahrzeugteilen
für Außenanwendungen
im Fahrzeugbereich eingesetzt. Hierbei kommen beispielsweise die
Herstellung von Kotflügeln,
Türverkleidungen,
Gehäuse
von Haushaltsgeräten, Telefon
(Handy) oder Stoßstangen,
Spoilern, Schürzen,
wie auch Außenspiegeln
in Betracht.
Besonders
geeignet sind die erfindungsgemäße Formteile
für den
Einsatz in durch Sonneneinstrahlung stark belasteten Bauteilen,
beispielsweise Dächern
oder Hauben.
Die
Verbundschichtplatten oder -folien werden mit besonderem Vorteil
zur Herstellung von erfindungsgemäßen Formkörpern, die eingefärbt sind,
speziell Formkörpern
für Außenanwendungen
im Fahrzeugbereich, eingesetzt.
Formkörper aus
Verbundschichtplatten oder -folien, die aus einer Substratschicht
(1), ggf. einer harten Zwischenschicht (3) und der Deckschicht (4)
bestehen, weisen bereits die vorstehend aufgeführten sehr guten Oberflächeneigenschaften
auf. Zur Herstellung farbiger Formteile kann die Substratschicht
und gegebenenfalls die Harte Zwischenschicht mit farbgebenden Stoffen,
wie Farbstoffen oder Pigmenten eingefärbt werden. Besonders vorteilhaft
ist zur Herstellung von farbigen Formteilen die Verwendung von Verbundschichtplatten mit
drei Schichten. Dabei genügt
es, wenn nur die Zwischenschicht (2) eingefärbt wird. Das Einfärben ist
wiederum mit allen geeigneten farbgebenden Stoffen möglich. Die
Harte Zwischenschicht dient dabei zum Schutz der Zwischenschicht
und zum Erhalt der gewünschten
Oberflächeneigenschaften.
Die voluminöse
Substratschicht muss nicht dabei eingefärbt werden, so dass eine sehr
gute Einfärbung
mit einer geringen Menge an farbgebenden Stoffen möglich ist.
Somit können
auch kostspielige farbgebende Stoffe verwendet werden, da ihre Konzentration
gering bleiben kann. Insbesondere bei Verwendung von HI-PMMA, Polycarbonat
und/oder transparenten Styrolcopolymeren, wie Luran® der
BASF Aktiengesellschaft, als Zwischenschicht können Tiefenwirkungen (Flop-Effekte)
realisiert werden. Zudem sind alle anderen Arten spezieller Farbgebungen
möglich,
wie Metallic- und Effekteinfärbungen.
Die
Herstellung von erfindungsgemäßen Formteilen
aus den Verbundschichtplatten oder -folien kann nach bekannten Verfahren
erfolgen. Die Verbundschichtplatten oder – folien können ohne weitere Verarbeitungsstufe
hinterspritzt, hinterschäumt
oder hintergossen werden, sie können
aber auch einem vorherigen Thermoformprozess unterworfen werden.
Beispielsweise können
Verbundschichtplatten oder -folien mit dem Dreischichtaufbau aus
Substratschicht, Zwischenschicht und harte Zwischenschicht, dem
Zweischichtaufbau aus Substratschicht und oder dem Monoschichtaufbau
aus Substratschicht durch Thermoformen umgeformt werden. Dabei können sowohl
Positivwie auch Negativ-Thermoformverfahren eingesetzt werden. Entsprechende
Verfahren sind dem Fachmann bekannt. Die Verbundschichtplatten oder
-folien werden dabei im Thermoformverfahren verstreckt. Da der Glanz-
bzw. die Oberflächenqualität der Verbundschichtplatten
oder -folien bei hohen Verstreckungsverhältnissen, beispielsweise bis
zu 1:5 nicht mit der Verstreckung abnimmt, sind die Thermoformverfahren
nahezu keinen Beschränkungen
in bezug auf die mögliche
Verstreckung ausgesetzt.
Aus
den Verbundschichtplatten oder -folien können, ggf. nach einem Thermoformprozess,
durch Hinterspritzen, Hinterschäumen
oder Hintergießen
die erfindungsgemäßen Formteile
hergestellt werden. Diese Verfahren sind dem Fachmann bekannt und
beispielsweise in DE-A1 100 55 190 oder DE-A1 199 39 111 beschrieben.
Durch
Hinterspritzen, Hinterschäumen
oder Hintergießen
der Verbundschichtfolien mit einem Kunststoffmaterial erhält man die
erfindungsgemäßen Formteile.
Bevorzugt werden beim Hinterspritzen oder Hintergießen als
Kunststoffmaterialien thermoplastische Formmassen auf der Basis
von ASA- oder ABS-Polymerisaten, SAN-Polymerisaten, Poly(meth)acrylaten,
Polyethersulfonen, Polybutylenterephthalat, Polycarbonaten, Polypropylen
(PP) oder Polyethylen (PE) sowie Blends aus ASA- oder ABS-Polymerisaten
und Polycarbonaten oder Polybutylenterephthalat und Blends aus Polycarbonaten
und Polybutylenterephthalat eingesetzt, wobei es sich bei Verwendung
von PE und/oder PE anbietet, die Substratschicht zuvor mit einer
Haftschicht (0) zu versehen. Besonders geeignet sind amorphe Thermoplasten
bzw. deren Blends. Bevorzugt wird auf ABS- oder SAN-Polymerisate
als Kunststoffmaterial für
das Hinterspritzen zurückgegriffen.
In einer bevorzugten Ausführungsform
sind diese Kunststoffmaterialien glasfaserverstärkt, geeignete Varianten sind
insbesondere in DE-A1 100 55 190 beschrieben. Beim Hinterschäumen werden
bevorzugt Polyurethanschäume
eingesetzt, wie sie beispielsweise in DE-A1 199 39 111 beschrieben
werden.
Die
Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.
Folgende
Stoffe wurden hergestellt oder bezogen (bei den folgenden Angaben "Teile" handelt es sich jeweils
um Gewichtsteile):
Vorprodukte
Komponente A
1) Kautschukelastisches
Pfropfcopolymerisat P1-A (entspricht Komponente A):
- (a1) 16 Teile Butylacrylat und 0,4 Teile Tricyclodecenylacrylat
wurden in 150 Teilen Wasser unter Zusatz von einem Teil des Natriumsalzes
einer C12- bis C18-Paraffinsulfonsäure, 0,3
Teilen Kaliumpersulfat, 0,3 Teilen Natriumhydrogencarbonat und 0,15
Teilen Natriumpyrophosphat unter Rühren auf 60°C erwärmt. 10 Minuten nach dem Anspringen
der Polymerisationsreaktion wurde innerhalb von 3 Stunden eine Mischung
aus 82 Teilen Butylacrylat und 1,6 Teilen Tricyclodecenylacrylat
zugegeben. Nach Beendigung der Monomerzugabe wurde noch eine Stunde
nachreagieren gelassen. Der erhaltene Latex des vernetzten Butylacrylat-Polymerisats hatte
einen Feststoffgehalt von 40 Gew.-%. Die mittlere Teilchengröße (Gewichtsmittel)
wurde zu 76 nm ermittelt. Die Teilchengrößenverteilung war eng (Quotient
Q = 0,29).
- (a2) 150 Teile des nach (a1) erhaltenen Polybutylacrylat-Latex
wurden mit 40 Teilen einer Mischung aus Styrol und Acrylnitril (Gewichtsverhältnis 75:25)
und 60 Teilen Wasser gemischt und unter Rühren nach Zusatz von weiteren
0,03 Teilen Kaliumpersulfat und 0,05 Teilen Lauroylperoxid 4 Stunden
auf 65°C
erhitzt. Nach Beendigung der Pfropfmischpolymerisation wurde das
Polymerisationsprodukt mittels eines Spaltmischers (beschrieben
in WO 00/32376) gefällt,
mit Wasser gewaschen und im warmen Luftstrom getrocknet. Der Pfropfgrad
des Pfropfcopolymerisats P1-A betrug 35%.
2) Kautschukelastisches
Pfropfcopolymerisat P2-A (entspricht Komponente A):
- (a1) Zu einer Vorlage aus 2,5 Teilen des in der Stufe (a1)
aus der Herstellung von P1-A hergestellten Latex wurden nach Zugabe
von 50 Teilen Wasser und 0,1 Teil Kaliumpersulfat im Verlauf von
3 Stunden einerseits eine Mischung aus 49 Teilen Butylacrylat und
1 Teil Tricyclodecenylacrylat und andererseits eine Lösung von 0,5
Teilen des Natriumsalzes einer C12- bis
C18-Paraffinsulfonsäure in 25 Teilen Wasser bei
60°C zulaufen
gelassen. Nach Zulaufende wurde 2 Stunden nachpolymerisiert. Der
erhaltene Latex des vernetzten Butylacrylat-Polymerisats hatte einen Feststoffgehalt
von 40%. Die mittlere Teilchengröße (Gewichtsmittel
des Latex) wurde zu 288 nm ermittelt. Die Teilchengrößenverteilung
war eng (Q = 0,1).
- (a2) 150 Teile dieses Latex wurden mit 40 Teilen einer Mischung
aus Styrol und Acrylnitril (Verhältnis
75:25) und 110 Teilen Wasser gemischt und unter Rühren nach
Zusatz von weiteren 0,03 Teilen Kaliumpersulfat und 0,05 Teilen
Lauroyl peroxid 4 Stunden auf 65°C
erhitzt. Das bei der Pfropfmischpolymerisation erhaltene Polymerisationsprodukt
wurde dann mittels eines Spaltmischers (beschrieben in WO 00/32376)
ausgefällt,
abgetrennt, mit Wasser gewaschen und im warmen Luftstrom getrocknet.
Der Pfropfgrad des Pfropfcopolymerisats P2-A wurde zu 27% ermittelt.
Komponente B
1) Hartes Copolymerisat
P1-S-B:
Ein
Monomerengemisch aus Styrol und Acrylnitril wurde unter üblichen
Bedingungen in Lösung
polymerisiert. Das erhaltene Styrol-Acrylnitril-Copolymerisat hatte
einen Acrylnitril-Gehalt von 35 Gew.-% und eine Viskositätszahl von
80 ml/g.
2) Hartes Copolymerisat
P2-S-B:
Ein
Monomerengemisch aus Styrol und Acrylnitril wurde unter üblichen
Bedingungen in Lösung
polymerisiert. Das erhaltene Styrol-Acrylnitril-Copolymerisat hatte
einen Acrylnitril-Gehalt von 19 Gew.-% und eine Viskositätszahl von
70 ml/g.
3) Hartes Copolymerisat
P1-M-B:
Ein
Monomerengemisch aus α-Methylstyrol
und Acrylnitril wurde unter üblichen
Bedingungen in Lösung
polymerisiert. Das erhaltene α-Methylstyrol-Acrylnitril-Copolymerisat hatte
einen Acrylnitril-Gehalt von 30 Gew.% und eine Viskositätszahl von
57 ml/g.
PC:
Ein
handelsübliches
Polycarbonat auf der Basis von Bisphenol A, Makrolon® 2800,
der Bayer AG.
PMMA:
Ein
handelsübliches
Polymethylmethacrylat, Lucryl® KR 2006, der BASF Aktiengesellschaft.
Aus
den genannten Stoffen wurden Verbundschichtplatten- oder folien
F1 und F2 des unten genannten Aufbaus hergestellt, wobei die Polymerkomponenten
der einzelnen Schichten (1) und ggf. (2) und ggf. (3) jeweils in
einem separaten Einschneckenextruder bei 200 bis 230°C aufgeschmolzen
und homogenisiert wurden. Die Schmelzströme wurden in einem Feedblock
vor dem Eintritt in die Breitschlitzdüse aufeinandergelegt und als
Schichtverbund auf die Düsenbreite
(1,2 m) verstreckt und coextrudiert:
F1:
- Substratschicht (1): 0,4 mm dicke Schicht aus Luran® S
797 SE
- Deckschicht (4a): Die SiOx Deckschicht
(4a) wurde nach der in WO 03/086031 beschriebenen Methode hergestellt,
zur Plasmabeschichtung wurde Oktamethylcyclotetrasiloxan eingesetzt.
Die Schichtdicke betrug zwischen 10 und 50 nm.
F2: (zum Vergleich)
- Substratschicht (1): wie unter F1 beschrieben
- Deckschicht (4a): fehlt
Die
Verbundschichtplatten- oder folien F1–F2 wurden beflammt, indem
man in einem Beflammungsautomaten mit einem Mehrflammen-Brenner
mit rauschender, reduzierender blauer Flamme (Propangas, ca. 1300°C) in gleichmäßiger Geschwindigkeit
die Verbundschichtplatten- oder folien beflammt. Die Beflammung der
Verbundschichtplatten- oder folien beschränkte sich auf die zu hinterschäumende Seite.
Anschließend wurden
die beflammten Verbundschichtplatten- oder folien jeweils zur Weiterverarbeitung
in ein geöffnetes
Werkzeug im Werkzeugunterteil einer long-fiberinjection(LFI)-Anlage
der Fa. Krauss Maffei eingelegt, wobei das Werkzeugunterteil auf
ca. 36 bis 45°C
beheizt war.
Nach
dem Einlegen der Verbundschichtplatten- oder folien wurde das Werkzeugunterteil
in Schäumposition
gebracht und das Werkzeugoberteil eingetrennt.
Die
Temperierung des Werkzeugoberteils betrug zwischen 40 und 65°C.
Der
Eintrag der mit Polyurethan (PUR) benetzten Glasfasern oder Naturfasern
erfolgte in programmierten Bahnkurven durch einen Roboter mit dem
LFI-Mischkopf und dem dazugehörigen
Faserschneidwerk.
Als
PUR-System wurde Elastoflex® E 3509 (Elastogran GmbH)
eingesetzt, das 10 bis 40 Gew. % Glasfasern enthielt.
Die
Eintragszeit betrug zwischen 20 und 30 s.
Nach
Beendigung des Eintrag der PUR benetzten Glasfaser wurde das Werkzeug
geschlossen.
Nach
Ablauf der Reaktionszeit von 180 s wurde das Werkzeug geöffnet und
das hergestellte Formteil entformt. Die Schichtdicke des PUR-Schaums
betrug 7 mm.
Diese
so hergestellten Formteile wurden jeweils 24 h bei Raumtemperatur
und anschließend
1 h bei 105°C
gelagert.
Die
nach dem beschriebenen Verfahren aus den Verbundschichtplatten oder
-folien F1 und F2 hergestellten hinterschäumten Formteile T1 und T2 wurden
bezüglich
ihrer jeweiligen Oberflächenqualität visuell
bewertet. Diese Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle 1 wiedergegeben. Tabelle
1: Kratzfestigkeit nach Amtec-Kistler
- Die mit "V" gekennzeichneten
Beispiele sind nicht erfindungsgemäß und dienen zum Vergleich.
Die
Beispiele belegen, dass die Kratzfestigkeit durch Plasmabeschichtung
mit SiOx deutlich erhöht werden kann.
